综述：乌干达大气污染环境研究趋势的范围综述（1990–2025）

《Toxics》：A Scoping Review of Trends in Atmospheric Pollution Research in Uganda (1990–2025)

　　

空气污染是乌干达新兴的环境与公共卫生议题，但该国大气污染环境研究的演变尚未得到全面梳理。本研究针对1990年至2025年发表的同行评议文献开展范围综述，系统考察研究产出的时间趋势、重点关注污染物、研究环境及研究方法学路径。研究人员在三大数据库（谷歌学术、Web of Science、PubMed）中开展结构化文献检索，采用标准化数据提取框架对符合纳入标准的研究进行筛选与分析。结果显示，研究产出呈现高度不均衡的增长态势：2010年前相关研究极少，2015年后快速扩张，2020至2025年间出现显著激增。各时期文献均以颗粒物（PM2.5与PM10）为核心研究对象，相比之下氮氧化物（NO2）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）与臭氧（O3）等气态污染物的研究占比较低。多数研究集中于城市环境，尤其是首都坎帕拉，农村环境空气质量监测十分有限。在方法学层面，相关研究从早期基于替代指标与重量法测量逐步演进，近年越来越多地采用低成本传感器、便携式监测仪与卫星衍生数据。尽管近期取得一定进展，但短期、空间覆盖范围有限的研究仍占主导，反映出乌干达在长期、全国代表性空气质量监测方面存在持续缺口。本综述系统梳理了35年间乌干达大气污染环境研究的趋势、方法学发展与证据缺口，可为完善未来监测体系与政策框架提供基础支撑。

引言

空气污染已被广泛证实是全球疾病负担的重要环境决定因素，每年因心血管、呼吸及代谢类疾病导致数百万过早死亡。细颗粒物（PM_2.5）因可深入呼吸道并进入血液循环引发系统性健康效应，成为关注重点。低收入与中等收入国家承受着不成比例的污染负担，快速城市化、能源贫困与监管能力不足进一步加剧人群暴露水平。撒哈拉以南非洲的空气质量监测与研究长期落后于其他地区，导致暴露估算与健康影响评估存在较大不确定性。近年来，卫星遥感与低成本传感器网络等技术发展逐步改善了区域数据可获得性。乌干达作为该区域的典型代表，人口增长迅速、城市扩张加速、机动车保有量上升，且烹饪与取暖高度依赖生物质燃料，使得空气污染风险持续升高。自2000年代中期起，乌干达大气污染研究明显增多：早期研究聚焦生物质燃料相关的家庭空气污染及其对妇女儿童呼吸健康的影响；近期研究转向城市环境空气质量，涵盖路边污染、颗粒物空间异质性及基于参考级仪器与校准后低成本传感器的人群暴露评估，同时建模与卫星手段被用于弥补地面监测不足。然而现有证据仍呈碎片化，研究间在污染物覆盖、监测时长、空间范围与统计报告上差异显著，许多研究仅报告均值而未提供变异度与样本量信息，限制了定量合成与跨研究比较。此外，研究地理分布高度集中于坎帕拉及周边城市，农村与城郊地区代表性不足。目前尚无综述系统梳理乌干达长期大气污染研究的趋势、方法演变与数据质量变化，识别优先污染物、方法局限与证据缺口对完善空气质量管理与健康风险评估至关重要。本研究旨在通过范围综述，系统刻画1990–2025年乌干达大气污染环境研究的时间趋势、重点污染物与环境类型，以及监测与分析方法的演进，为未来监测策略、研究优先级设定与政策制定提供依据。

材料与方法

研究人员在谷歌学术、PubMed与Web of Science中开展全面文献检索，检索词结合空气污染与乌干达相关关键词，限定为1990年1月至2025年12月发表的英文同行评议研究，并通过参考文献追溯补充潜在文献。初筛共获得750条记录，去重后剩余628条进入标题与摘要筛选，排除无关主题、无实证数据或非空气环境介质研究后，对170篇文献进行全文评估，最终29篇符合纳入标准，其中13篇非实验性研究未进入详细定性合成，剩余16篇实验性研究用于定性分析与描述性定量汇总。研究提取内容包括发表年份、地点、环境类型（室外/室内）、研究设计、污染物种类、监测与分析方法及主要发现，同时记录均值、标准差、中位数、四分位距及样本量或监测点数量等信息。研究人员采用适用于观察性环境研究的改编标准评估方法学质量，重点考察方法清晰度、测量工具适用性、监测时长与数据报告透明度。由于多数研究未规范报告样本量–均值–标准差结构，原计划开展的合并均值荟萃分析不可行，因此结果以叙述性综述为主，辅以描述性统计。本研究采用两阶段设计：第一阶段基于170篇初筛文献，刻画研究总体特征，包括发表模式、污染物分布、研究环境、季节因素、健康视角与方法学进展；第二阶段基于16篇实验性研究开展深入分析，兼顾研究全景刻画与数据可比性保障。

结果

3.1 乌干达大气污染物研究趋势（1990–2025）

170篇文献的时间分布呈现高度不均衡特征：1990–1994年仅1篇，1995–1999年与2000–2004年各4篇，反映该阶段缺乏常规监测基础设施且研究优先级较低；2005–2009年仅1篇，显示即便在城市快速扩张背景下研究仍停滞不前；2010–2014年逐步回升至6篇，与家庭空气污染、交通排放及相关健康风险的认知提升相吻合；2015–2019年增至29篇，2020–2025年大幅跃升至125篇，这一激增与低成本传感器普及、卫星数据可及性提高、国际及区域科研合作加强，以及乌干达对空气污染的政策与公共卫生关注度上升密切相关。尽管如此，后期研究仍以短期、地理集中为特征，长期连续监测与全国覆盖仍存在明显缺口。

3.2 研究污染物

整个研究期内，颗粒物始终是核心研究对象，其中PM_2.5被研究频次最高（n=72），其次为PM₁₀（n=30）与一氧化碳（CO）（n=25）；其他污染物研究较少，包括二氧化氮（NO₂）（n=11）、重金属（n=8）、二氧化硫（SO₂）（n=6）与二氧化碳（CO₂）（n=6）。另有部分研究聚焦污染源与暴露指标，如生物质燃料使用（n=12）与烟雾暴露（n=10）。颗粒物监测主要集中在城市尤其是坎帕拉，路边、交通密集区与商业区被反复识别为污染热点；家庭环境中PM_2.5被广泛用作生物质燃烧排放暴露指标，多项研究显示颗粒物浓度频繁超过世界卫生组织（WHO）空气质量指导值。气态污染物研究相对薄弱，NO₂与SO₂仅在少数城市与路边研究中作为交通与工业排放指标被测量，CO更多出现在家庭空气污染研究中作为不完全燃烧替代指标，O₃研究最少，多依赖卫星或短期测量，黑碳等燃烧相关污染物同样鲜被评估。整体来看，研究污染物分布失衡，对颗粒物关注度高，对气态与二次污染物（如臭氧与二次有机气溶胶）表征不足，制约了综合空气质量评估、大气化学研究与污染物交互作用解析。

3.3 研究环境

3.3.1 城乡研究场景

城市研究占据绝对主导，集中在坎帕拉、金贾与姆巴拉拉等地，重点关注PM_2.5、PM₁₀、NO₂，以及少量SO₂与O₃，监测点多位于路边、商业区与高交通流量区域，反映机动车排放、非正规工业活动、废弃物焚烧与道路扬尘的影响，城市污染物浓度普遍高于农村且频繁超标，但多数研究仍为短期监测，难以捕捉长期暴露趋势。农村研究数量少且覆盖有限，多嵌套于家庭空气污染研究中，聚焦生物质燃料烹饪与取暖排放，农村环境空气质量监测较为罕见且多为短期采样，虽有数据显示其浓度一般低于城市，但农业焚烧、扬尘与季节性活动可导致阶段性升高，农村背景污染水平与暴露特征的证据明显不足。

3.3.2 室内、室外与个人暴露研究场景

室外研究占比最高（n=79），以城市与城郊环境颗粒物监测为主，监测点覆盖路边、居住区、商业区与机构场所，揭示了空间异质性与排放源影响，但长期连续监测稀缺。室内研究次之（n=53），主要在依赖木炭、木柴与农业残留物的家庭中评估PM_2.5与CO暴露，妇女儿童因长时间停留于烹饪区域被列为高风险人群，部分干预研究评估改良炉灶与通风策略，但多为横断面短期设计，难以验证长期暴露削减效果与干预可持续性。个人暴露研究最少（n=28），多采用便携式设备结合时间–活动日记评估颗粒物与CO的个体暴露，常见于家庭污染与职业场景，结果显示个体暴露与固定站点监测结果相关性弱，凸显仅靠固定监测估算暴露的局限性，此类研究匮乏严重制约了暴露–反应关系分析与健康结局关联研究。

3.4 方法与仪器

早期研究（1990年代至2000年代初）以间接与替代指标为主，包括排放清单、问卷暴露评估、燃料使用调查及能见度、燃料消耗等环境代理指标，直接监测稀少，受限于设备与实验室条件。2000–2010年逐步转向直接测量，重力采样法被广泛用于量化PM₁₀与总悬浮颗粒物，多为短期横断面采样，分析以质量浓度测定为主，化学组分解析与来源解析较少。2010–2015年方法进一步多元，便携式实时监测仪器开始普及，实现更高时间分辨率的颗粒物与部分气态污染物监测，家庭空气污染研究兴起，将室内监测与时间–活动调查结合，但统计分析仍偏描述性，缺乏高级建模与长期趋势分析。2015年后出现显著方法转型，低成本传感器被大规模用于PM_2.5与PM₁₀监测，拓展了城市监测网络与社区尺度测量，传感器校准与验证（常与参考级仪器同址布设）逐步规范化，同时卫星衍生产品与遥感技术被频繁用于补充地面数据并评估大尺度时空格局。2020–2025年研究方法更加综合，融合地面监测、卫星观测与气象数据以解析污染物变异驱动因素，空间制图、土地利用回归与暴露模型等高级分析应用增多，但短期监测仍占主流，连续长期监测与纵向设计依然稀缺。

3.5 季节性特征

170篇文献中仅部分明确报告季节信息，乌干达双峰气候下的干季（12–2月、6–8月）与湿季（3–5月、9–11月）划分最为常见，但大量研究未说明监测季节或周期过短无法覆盖季节转换。已有证据表明，颗粒物（尤其是PM_2.5）浓度在干季显著高于湿季，原因包括道路扬尘增强、生物质燃烧增加、大气扩散条件变差与湿沉降减少，城市与路边区域干季增幅尤为明显。连续监测数据显示，坎帕拉某点位PM_2.5浓度在12–2月常超过80 μg/m³，2021年2月达到峰值，最低值则出现在4–5月降雨高峰期，2018–2021年均值为38.8 μg/m³（标准差18.6，范围1.2–162.9 μg/m³），呈逐年上升趋势，远超WHO 2021年PM_2.5年均指导值5 μg/m³，且频繁突破24小时指导值15 μg/m³。气态污染物的季节研究更少，NO₂与CO的季节规律弱且不统一，O₃的季节分析多依赖卫星估算，光化学污染动态的认知严重不足。

3.6 健康视角

研究一致表明空气污染是乌干达日益突出的公共卫生挑战，环境与家庭中的高浓度颗粒物及燃烧相关污染物与呼吸系统症状、急性呼吸道感染、肺功能下降、慢性呼吸疾病及过早死亡密切相关。妇女儿童因长时间暴露于生物质燃料烹饪环境而风险最高，多项研究显示家庭PM_2.5与CO浓度远超国际标准，阿鲁阿市使用固定泥制木炭炉的家庭平均PM_2.5与CO浓度分别高达473 μg/m³与157 ppm，凸显局部暴露严重性。城市研究同样证实，坎帕拉等地区的交通相关颗粒物污染与居民尤其是儿童呼吸健康受损显著相关，长期暴露对归因死亡率贡献显著，与全球证据高度一致。

3.7 定量合成

由于绝大多数研究未提供可用于合并分析的完整样本量–均值–标准差结构，定量合成受限，仅能做描述性汇总。纳入定量合成的16项研究中，PM_2.5观测数最多（n=12），浓度范围为约14.75–473 μg/m³；PM₁₀与CO各4项研究，浓度范围分别约为26–167 μg/m³与28–157 ppm，最高值均来自阿鲁阿市使用固定泥制木炭炉的家庭，通风差、烹饪时间长、炉灶效率低与空间封闭是主要原因。浓度范围跨度大、异质性强，反映不同研究在排放源、监测环境与测量方法上的显著差异，且户外、室内与个人暴露属于不同暴露场景，因此相关数值仅作描述性概览而非直接比较依据。

讨论

本综述系统梳理了乌干达35年大气污染环境研究，显示研究体量与方法广度持续增长，2015年后的快速增长体现了空气污染在公共卫生与环境议程中地位的提升，以及技术可及性与科研合作的改善。颗粒物作为核心污染物与全球疾病负担证据高度一致，其浓度频繁超标的事实凸显了乌干达污染的严峻性，高浓度既见于交通密集的城市路边与商业区，也见于使用生物质燃料的家庭，后者因通风不足、炉灶低效与长时间烹饪导致极端暴露，妇女儿童首当其冲。与颗粒物相比，气态污染物监测明显不足，限制了对大气化学过程与二次污染形成的理解，这与气体监测设备成本高、维护要求严格直接相关，未来需拓展气态污染物观测以完善污染画像。地理分布上，研究高度集中于坎帕拉等城市，反映城市化与交通排放的突出影响，但家庭能源使用同样是空气质量的核心驱动因素，室内外污染相互关联，需统筹治理。方法学层面，低成本传感器极大拓展了监测空间覆盖，尤其在数据稀缺区域作用显著，但其性能易受温湿度与气溶胶组成影响，漂移与维护问题会引入长期监测不确定性，加之多数研究仍为短期采样，长期连续参考级监测依然稀缺，导致对多年趋势的把握不足。季节因素显著影响颗粒物浓度，干季升高、湿季降低的特征与乌干达双峰降雨格局及ITCZ移动密切相关，未来研究需整合气象数据以提升暴露评估准确性。健康研究虽已建立污染与不良结局的关联，但横断面与短期设计限制了因果推断，个人暴露监测的缺失进一步削弱了暴露–反应关系解析能力，亟需加强纵向流行病学研究并整合多场景暴露评估。整体而言，乌干达正处于快速城市化与能源转型阶段，空气污染已成为关键环境健康问题，长期监测不足、农村评估欠缺、气态污染物表征薄弱与暴露健康研究有限是当前核心缺口，填补这些空白是完善空气质量管理与公共政策的必要前提。

结论

本范围综述表明，过去35年乌干达大气污染环境研究显著扩展，2015年后增长尤为突出，反映出空气污染作为环境与公共卫生议题的重要性持续提升。颗粒物（PM_2.5与PM₁₀）始终是核心研究对象，城市室外环境与生物质燃料依赖型家庭中的污染水平频繁超过WHO指导值。尽管监测技术与研究能力已取得长足进步，但证据仍呈碎片化，长期连续监测、农村空气质量评估、气态污染物表征及基于暴露的健康研究存在明显缺口，短期与横断面研究的主导地位也限制了长期趋势评估与因果关系推断。现有证据一致显示，空气污染正构成乌干达新兴的环境健康负担，对呼吸与心血管健康、过早死亡及更广泛公共卫生结局具有潜在深远影响。完善一体化监测体系、将研究范围拓展至主要城市以外区域、改进环境与家庭暴露表征，将为乌干达基于证据的空气质量管理与公共卫生政策制定提供关键支撑。